Modelli animali per studiare NMO e TM

Clinici e scienziati utilizzano una varietà di strumenti per studiare le malattie rare. La raccolta di dati e campioni dai pazienti è fondamentale per comprendere la MT e la NMO, ma per comprendere la biologia di base di una condizione, gli scienziati usano comunemente modelli animali della malattia. Ad oggi, non esistono modelli animali accettati di mielite trasversa idiopatica (TM) o neuromielite ottica (NMO). Per decenni, tuttavia, esiste un modello sperimentale di sclerosi multipla chiamato encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE). Questo modello è imperfetto e non replica completamente la SM, ma è stato utile per una varietà di esperimenti. Negli esseri umani, si ritiene che la SM, la MT e la NMO siano causate da un sistema immunitario che colpisce accidentalmente il cervello, il nervo ottico o il midollo spinale. Nell'EAE, il sistema immunitario di un topo è pronto a colpire il cervello, il nervo ottico o il midollo spinale. Negli esseri umani, diverse parti del sistema immunitario (ad esempio cellule B e cellule T) svolgono ruoli critici ma variabili nella patogenesi della SM, della MT e della NMO.

L'EAE può essere attivato immunizzando i topi con antigeni della mielina¹. Antigeni¹ sono tutto ciò che stimola il sistema immunitario a produrre anticorpi² contro di esso. Gli antigeni¹ quella mielina bersaglio utilizzata nell'EAE include la proteina basica della mielina (MBP), la proteina proteolipidica (PLP) e la glicoproteina dell'oligodendrocita mielinico (MOG). L'EAE provoca la demielinizzazione nel cervello e nel midollo spinale degli animali. Tradizionalmente, gli studi hanno indicato che le cellule T-helper³ sono un componente chiave nell'EAE, ma non è chiaro il ruolo delle cellule B⁴ giocare in EAE. Nei topi, quando stimolati, tende ad esserci l'attivazione dei linfociti T o dei linfociti B, ma di solito non c'è una forte attivazione simultanea di entrambi.

Nel loro articolo del 2006, Bettelli et al hanno descritto un modello murino che ha attivato l'EAE nella maggioranza (59%) dei topi con cellule B⁴ e cellule T³ che erano specifici per MOG. In questo modello, a differenza di altri, ENTRAMBI i linfociti B e T fortemente innescati sono stati generati contemporaneamente nel topo. Per ottenere questo modello murino, topi che esprimono cellule T³ che colpiscono l'antigene della mielina MOG sono stati incrociati (allevati) con topi che hanno cellule B⁴ che producono anticorpi contro l'antigene della mielina MOG. Questi topi incrociati hanno sviluppato EAE in media 44.1 giorni dopo la nascita e il tasso di mortalità era del 10%. Inoltre, questo modello murino mostrava più lesioni infiammatorie che erano concentrate nel midollo spinale e nei nervi ottici. Questi topi avevano lesioni infiammatorie nel midollo spinale e nel nervo ottico, ma non nel cervello, che imita il modello di lesione osservato nella Neuromielite Optica (NMO). In questo modello murino cellule T³ e cellule B⁴ hanno collaborato per creare questa malattia simile a NMO. Le cellule T specifiche per MOG³ ha contribuito a produrre una grande quantità di un anticorpo specifico per MOG²e le cellule B specifiche del MOG⁴ aiutato le cellule T³ propagarsi e attivarsi.

Gli autori hanno affermato che la combinazione dell'aumentata produzione di anticorpi² e la cellula T specifica per MOG³ risposta potrebbe aver creato l'EAE nei topi. Non è chiaro anche perché questi topi abbiano sviluppato una distribuzione delle lesioni simile a NMO, ma gli autori hanno notato che c'era più MOG RNA nel nervo ottico che nel midollo spinale e più MOG RNA nel midollo spinale rispetto al cervello, il che potrebbe spiegare per il motivo per cui le lesioni si trovano nel nervo ottico e nel midollo spinale in questo modello.

Questo articolo descrive un fenotipo in un topo che sembrava stranamente simile a NMO, ma non era basato sulla patologia anti-Acquaporina 4 (il modello di malattia proposto in NMO). Dalla sua pubblicazione ci sono stati articoli che documentano un fenotipo NMO-simile negli esseri umani con anticorpi anti-MOG. Pertanto, mentre questo modello di topo potrebbe non essere applicabile a pazienti con anticorpi anti-AQP4, potrebbe essere utile modellare una malattia simile a NMO basata su un antigene diverso. Ciò che questo modello ci ricorda è la capacità di due diversi pazienti (o animali in questo caso) di avere condizioni molto simili, ma cause diverse. Questo sarà vero per NMO, TM e persino MS. I modelli animali sono utili per numerose cose. Lo sviluppo di un modello affidabile per la MT sarà utile per far avanzare il campo.

Definizioni (da NIH)

1. Antigene- Un antigene è qualsiasi sostanza che induce il sistema immunitario a produrre anticorpi contro di esso. Un antigene può essere una sostanza estranea proveniente dall'ambiente, come sostanze chimiche, batteri, virus o polline. Un antigene può anche formarsi all'interno del corpo, come con le tossine batteriche o le cellule dei tessuti.

2. Anticorpi- Un anticorpo è una proteina prodotta dal sistema immunitario del corpo quando rileva sostanze nocive, chiamate antigeni. Esempi di antigeni includono microrganismi (batteri, funghi, parassiti e virus) e sostanze chimiche. Gli anticorpi possono essere prodotti quando il sistema immunitario considera erroneamente il tessuto sano una sostanza nociva (malattia autoimmune).

3. Cellula T Le cellule T sono un tipo di linfociti. I linfociti sono globuli bianchi. Le cellule T aiutano il corpo a combattere malattie o sostanze nocive attaccando le cellule che sono state contrassegnate con anticorpi. 

4. cellula B- Le cellule B sono un tipo di linfociti. Fanno parte del sistema immunitario. I linfociti B funzionano principalmente secernendo sostanze chiamate anticorpi nei fluidi corporei.

Pubblicazione originale: Bettelli E, Baeten D, Jäger A, Sobel RA, Kuchroo VK. Le cellule T e B specifiche della glicoproteina degli oligodendrociti della mielina cooperano per indurre una malattia simile a Devic nei topi. J Clin Invest. 2006;116(9): 2393-402.